Юрий Чирков
Его величество микроб. Как мельчайший живой организм способен вызывать эпидемии, контролировать наше здоровье и влиять на гены
Часть II
«Микробы – самые маленькие формы жизни на Земле. Этим термином описываются бактерии, вирусы, простейшие и некоторые другие типы организмов, которые можно увидеть только в микроскоп.
Кроме того, микробы – одна из самых древних и успешных форм жизни на нашей планете: они появились задолго до растений и животных (растения и животные на самом деле произошли от бактерий). Они невидимы глазу, но играют заметную роль в жизни на Земле.
На нашей планете живут 5 × 1030 (это 5 с тридцатью нулями – поразительно!) бактерий: для сравнения, во всей видимой Вселенной всего 7 × 1021 звезд. Все вместе эти микробы весят больше, чем все растения и животные Земли. Они могут жить в самых суровых и негостеприимных условиях: от сухих долин Антарктики до кипящих геотермальных источников на дне моря и даже в радиоактивных отходах.
Все живые существа на Земле покрыты микробами и состоят с ними в сложных, но обычно гармоничных отношениях, так что гермофобия – одна из самых бесполезных фобий. Если вы не живете в стерильном пузыре, который вообще никак не контактирует с внешним миром, то от микробов сбежать невозможно – мы живем в мире, покрытом тонкой пленкой микробов.
На каждую человеческую клетку в наших телах приходится по десять бактериальных; на каждый ген в наших клетках – сто пятьдесят бактериальных генов. Возникает даже вопрос: это они живут на нас или же все наоборот?»
Бретт Финлей, Мари-Клэр Арриетта. «МИКРОБЫ? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет»
«Говорят, Наполеон, возвращаясь из военного похода, писал императрице Жозефине: «Буду в Париже завтра вечером. Не принимай ванну». Он предпочитал естественный запах своей обожаемой супруги, причем концентрированный. Но почему же, когда мы на какое-то время остаемся без мыла, дезодорантов, пудры и духов, от нас начинает так плохо пахнуть? Главным образом из-за микробов, которые питаются нашими выделениями и делают их еще более пахучими.
Ученые до сих пор пытаются, извините за каламбур, разнюхать, какой практической цели служит деятельность существ, обитающих на самом обширном нашем органе – коже. Одно известно точно: они вносят вклад в формирование запаха нашего тела, включая и те компоненты этого запаха, которые привлекают комаров.
Как уже отмечалось, кровососущие насекомые действительно предпочитают запахи одних людей другим, и виноваты в этом микробы. Они расщепляют вещества, которые выделяет кожа, на летучие соединения, которые могут нравиться или не нравиться комарам. Причем разные виды комаров предпочитают различные участки наших тел. Например, для Anopheles gambiae, одного из основных разносчиков малярии, наиболее привлекателен не запах подмышек, а запах рук и ног. В этой связи возникает заманчивое решение: если втереть в кожу рук и ног антибиотик, можно предотвратить нападение этого вида комаров, потому что, убивая микробов, вы убиваете запах.
Микробы, живущие на нашей коже, – как и все остальные микробы, – необязательно существуют специально для нашего блага. Но они, будучи добросовестными жильцами, и в самом деле здорово нам помогают: уже тем, что они на нас живут, они мешают другим, вредным, микробам нас заражать.
На различных участках кожи обитают различные микробы, причем разнообразие – количество видов – необязательно пропорционально количеству микробов, имеющихся на том или ином участке. Иногда бывает как раз наоборот. Если проводить аналогию с Америкой, представьте себе, что штат Вермонт (население 600 тысяч человек) этнически столь же разнообразен, как Лос-Анджелес (десять миллионов человек), а Лос-Анджелес стал таким же моноэтническим, как Вермонт. У вас на лбу и под мышками огромное количество микробов, но сравнительно немногих видов; и наоборот, на руках (ладонях и предплечьях) относительно немного микробов, зато весьма разнообразных. Микробные сообщества на руках у женщин, как правило, более разнообразны, чем у мужчин, и эта разница сохраняется, несмотря даже на мытье рук, и это заставляет предположить, что причина, пусть еще и неизвестная, кроется в биологических различиях.
Более того, мы обнаружили, что микробы, живущие на вашей левой руке, отличаются от живущих на правой. Вы можете потирать руки, хлопать в ладоши и касаться обеими руками одних и тех же поверхностей – на каждой все равно развивается отдельное микробное сообщество».
Роб Найт. «Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность»
Микробная теория возникновения и распространения болезней оказалась весьма успешной, особенно если речь идет о практической стороне вопроса – скажем, о сохранении нашей с вами жизни. Теория объясняет, почему недуги способны быстро распространяться среди большого количества людей (так называемый экспоненциальный рост заболеваемости), почему существует так много разных болезней (из-за наличия множества отдельных видов патогенных микроорганизмов) и почему для заражения требуется какой-то контакт (не всегда прямой). Говоря современным языком, большинство симптомов заболеваний, как выясняется, вызваны крошечными самовоспроизводящимися машинами, чьи генетические интересы не совсем совпадают с нашими.
Микробы, обитающие на нас и в нас, необязательно живут специально для нашего блага. Однако они, будучи добросовестными жильцами, здорово нам помогают: уже тем фактом, что они на нас поселились, они мешают другим, вредным, микробам нас заражать.
«Собственно говоря, микробная теория оказалась настолько эффективной, что сейчас она даже и не очень-то интересна. Выявив причины холеры, пневмонии и сифилиса, человечество избавилось от них, по крайней мере – в развитых странах. И теперь настало время, когда некоторые люди даже сопротивляются воздействию средств достижения победы (скажем, противятся вакцинации), ибо уже успели забыть об угрозах.
Но эту теорию по-прежнему стоит изучать – не только для того, чтобы во всеоружии встретить очередную чуму, но и потому, что болезнетворные микробы стали важным фактором в истории и эволюции человечества. Нельзя по-настоящему понять Кортеса, не зная об оспе, а Китса – не зная о туберкулезе».
Грегори Кохрейн. «Микробы – причина болезней»
«С того времени, как человек избавился от своей первичной животной сущности, с того момента, как он стал господствовать над остальными живыми существами, он по отношению к последним проявляет макропаразитизм хищника. Но одновременно, будучи подвержен нападениям бесконечно малых организмов – микробов, бацилл и вирусов, – он сам оказывается жертвой микропаразитизма. Не образует ли эта гигантская борьба, в сущности, историю людей? Она продолжается через посредство живых связей: патогенный элемент, могущий в определенных условиях просуществовать сам по себе, обычно передается от одного живого организма другому. Человек, образующий цель для этой непрестанной бомбардировки, хотя и не единственную ее цель, приспосабливается, вырабатывает антитела, добивается сносного равновесия с внедряющимися в него чужаками. Но это спасительное приспособление требует большого времени. Едва возбудитель болезни выходит из своей «биологической ниши» и настигает не болевшую до того, а значит, беззащитную человеческую группу, как происходит взрыв, вспыхивают катастрофически большие эпидемии».
Французский историк Фернан Бродель (1902–1985). «Материальная цивилизация, экономика и капитализм, ХV – ХVIII вв., т. 1. Структуры повседневности: возможное и невозможное»
«Своей популярностью и репутацией спасителя человечества Пастер обязан прежде всего своему невероятному везению. Глупо было бы отрицать его огромные способности к экспериментальной работе. И вместе с тем это был великий авантюрист: он брался за такие области, в которых ничего не смыслил, он пускал в оборот вакцины, прошедшие лишь первую стадию лабораторных испытаний, он осмеливался пользовать своими аттенуированными микробами не только животных, но и людей. То, что пастерианцы представляют как победное шествие, в действительности было блужданием по пути, усеянному телами как животных, так и людей: ведь от пастеровых прививок не только выздоравливали, но и умирали. Однако ему все сходило с рук, и из каждой авантюры он выходил еще более прославленным. Когда химик-энтузиаст берется лечить препаратами собственного производства, его обычно называют шарлатаном. Пастера называли гением – впрочем, не все».
Российский философ Александр Владимирович Дьяков (родился в 1972 году). Предисловие к книге Бруно Латура «Пастер: война и мир микробов»
«Прежде всего миф о всемогуществе микроорганизмов опирается на их древнейшее происхождение… Согласно современной естественно-научной версии, жизнь на нашей планете началась с одноклеточных организмов, которые очень долго, более трех миллиардов лет, владели всей планетой, точнее – всей водой на планете, поскольку защитный озоновый слой, позволивший жизни выйти из воды на сушу, образовался в атмосфере нашей планеты «всего» четыреста с чем-то миллионов лет назад. Возраст Земли, если кто не в курсе, примерно равен четырем с половиной миллиардам лет. То есть на протяжении двух третей своего существования Земля принадлежала микроорганизмам…
”Принадлежала? – удивятся сторонники ТМВ – теории микробного всемогущества. – Ха! Ха! И еще раз ха! Земля до сих пор принадлежит микробам. Они здесь хозяева, а мы – всего лишь гости!“»
Андрей Сазонов. «Мифы о микробах и вирусах: как живет наш внутренний мир»
Глава 3
Война с микробами
«Мысль о том, что болезни вызываются некими заразными веществами, которые могут передаваться от человека к человеку, высказывалась и до Левенгука. Почему же его открытие не привело к немедленному созданию микробной теории инфекции? Во-первых, при том уровне увеличения, который он использовал, было трудно отличить одних микробов от других. Во-вторых, Левенгук, может быть, и давал кому-то заглянуть в свои микроскопы, но он не продавал их и никому не открывал секрета изготовления самых сильных на то время в мире линз, который так и унес с собой в могилу.
Развитию микробной теории помешала другая распространенная и казавшаяся в то время убедительной теория: самопроизвольного зарождения жизни…»
Роб Найт. «Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность»
Новое время с его культом исключительности человека никак не могло поставить его на один уровень с грызунами, насекомыми и тем более тварями столь ничтожными, что они даже не видимы глазу. Но, рассчитывая свою стратегию на основании человеческой исключительности, человечество классической эпохи неизменно проигрывало этим жалким тварям. Более того, их существование далеко не всегда принималось как факт. П. Гассенди в своем «Своде философии Эпикура» дает следующее описание заразы (пишет он от лица самого Эпикура, но, по-видимому, не считает его идеи устаревшими для своей эпохи):
«Зараза, или пагубное влияние воздуха, хотя оно, подобно облаку и туману, сможет прийти и сверху, возникает, однако, преимущественно тогда, когда земля из-за несвоевременных дождей и жары становится гнилой и из нее поднимаются вверх испарения, заражающие воздух, которые на далеком расстоянии вокруг оказывают пагубное действие не только на людей, но и на другие живые существа.
[…]
Однако сам характер распространения заразы говорит о том, что она переносится иногда по воздуху. […] Это распространение, далее, происходит тогда, когда ядовитые испарения, примешивая к воздуху свои тельца, так изменяют положение телец воздуха и переворачивают их, но все, что было в воздухе неоднородного с их собственными тельцами, они соединяют в одну и ту же ткань, подобно тому как тельца огня, проникнув в дерево, так изменяют связь его частей, что выбирают из него все имеющиеся в нем огнеподобные тельца и образуют из них новый, подобный себе огонь. Затем, точно так же как огонь, который все время ползет вперед в силу своей подвижности и распространяется благодаря этому по нетронутому лесу, так и влияние заразы вследствие подвижности телец, из которых она соткана, постепенно распространяется, и до тех пор, пока оно не встречает противодействия совершенно противоположного влияния, оно изменяет воздух на обширном пространстве.
Заразный воздух, заразная среда, гнилостные испарения и миазмы – вот вредоносные факторы, посредством которых действует зараза. Чрезвычайно трудно от такого понятийного аппарата перейти к представлению о мельчайших тварях, проникающих повсюду, переносящихся водой и воздухом и вызывающих болезни людей и животных. Вспомним хотя бы отчаянные попытки И. Земмельвейса убедить своих коллег в существовании невидимых глазу животных, переносимых руками медицинского персонала и вызывающих родильную горячку. Для того чтобы опрокинуть такую картину распространения заразы, необходимо произвести настоящую эпистемологическую революцию.
Да и что такое зараза? Это какой-то злой дух, это некая сущность? Почему же тогда она ведет себя столь непредсказуемо? Почему одних она губит, а других минует? Где, на каких тропах нужно расставлять ловушки, чтобы она в них попалась? К ХIХ столетию стало ясно: надо предпринять что-то новое – вот только непонятно, что именно. И тогда стали пробовать все подряд и выдвигать самые невероятные, с точки зрения потомков, гипотезы. Автор настоящей книги, французский философ и антрополог Бруно Латур, достаточно много говорит о мощном движении гигиенистов, так что нам нет нужды предвосхищать его рассказ. Заметим лишь, что пастерианцы, о которых преимущественно пойдет речь в этом тексте, появились на гребне этой гигиенистской волны.
Нельзя сказать, что на протяжении тысячи лет западное человечество только и делало, что ошибалось или двигалось наобум, а потом, наконец, пришел великий Пастер и открыл истину, только его и дожидавшуюся. Именно такую мысль утверждает Латур в своей замечательной книге. Гигиенисты во многом были правы, и мы сегодня по-прежнему пользуемся их открытиями и наработками. Пастер не создал ни гигиену, ни антисептику, он застал их уже сложившимися, однако ему удалось весьма удачно переставить акценты, или, как любит говорить Латур, изменить расстановку сил».
Александр Владимирович Дьяков. Предисловие к книге Бруно Латура «Пастер: война и мир микробов»
Антони ван Левенгук открыл глаза человечеству. Познакомил с миром крошечных, невидимых обычному глазу существ. Но он вел себя при этом как ребенок, неожиданно получивший новую удивительную игрушку. Левенгук ликовал, ахал, охал, радовался, любовался, поражался тому, что пред ним представало. И только.
Он, к сожалению, не был исследователем, ученым человеком, который по роду своей деятельности не только наблюдает явления, но и постоянно задает сам себе многие вопросы о природе того, что он наблюдает. ПОЧЕМУ, КАК, ЗАЧЕМ и т. д. Левенгука, мы помним, сделали членом Королевского общества в Лондоне, познакомили с миром ученых, но при этом так и не смогли превратить его в человека науки.
Загрязненный воздух, гнилостные испарения и миазмы – вредоносные факторы, посредством которых действует зараза.
А ведь мир микробов таит в себе массу догадок, целый обширный океан доселе неизведанного. И прежде всего, тут вновь возникает старинная проблема, над которой издавна бьется человеческая мысль – мысль о возможном самозарождении живых существ и, в частности, микробов.
3.1. Самозарождение
Издревле люди решали вопросы происхождения жизни довольно прямолинейно и однозначно. Сведения о том, как живые существа появляются из воды, грязи и гниющих остатков, можно найти в древних китайских и индийских рукописях, об этом также рассказывают египетские иероглифы и клинописи Древнего Вавилона. Да что там говорить, к примеру, известно, что народ Древнего Египта свято верил в существовавшее тогда убеждение о том, что лягушки, жабы, змеи и даже более крупные животные могут рождаться не только от себе подобных, но и возникать из неживой материи. Считалось, например, что крокодилы рождаются из слоя ила, остающегося на берегах Нила после его сезонных разливов.
Подобного рода суждения, кажущиеся нам совершенно невообразимыми, стойко возникали и в Средние века. Так, бельгийско-голландский ученый, химик, физиолог, врач и мистик Ян Баптиста ван Гельмонт (1580–1644) предложил даже конкретный рецепт получения мышей. Открытый кувшин нужно набить нижним бельем, загрязненным по́том, и добавить туда некоторое количество пшеницы, и тогда приблизительно через 3 недели появится мышь. По мнению Гельмонта, закваска, находившаяся в белье, проникнет через пшеничную шелуху внутрь и превратит зерно в мышь.
Понятно, что подобного рода убеждения (спонтанное зарождение) усилились с открытием мира микробов. И было поставлено множество экспериментов для того, чтобы подтвердить или же опровергнуть доктрину о самозарождении жизни. К счастью, все эти усилия – поиски экспериментальных доказательств «за» или «против» – стали сильным импульсом для возникновения и становления в будущем науки о микробах – микробиологии.
Издревле люди решали вопросы происхождения жизни довольно прямолинейно и однозначно. Считалось, например, что крокодилы рождаются из слоя ила, остающегося на берегах Нила после его сезонных разливов.
Современный немецкий микробиолог Ганс Гюнтер Шлегель в своей обстоятельной книге «История микробиологии», обсуждая проблему самозарождения, пишет следующее:
«Путь от убеждения, что жизнь возникает каждый раз из неживой материи, до признания, что все живое происходит от живого “omne vivu mex vivo”, от макроорганизмов и до мельчайших живых существ, был очень длинным. Трудно представить, как много красноречия, воинственного задора и душевных сил было потрачено и как мало экспериментов было предпринято в спорных вопросах о происхождении жизни. Дискуссии начинались с обсуждения возникновения высших животных, мышей, амфибий, рыб, через насекомых, червей до кишечнополостных и простейших и останавливались, наконец, на дрожжах, грибах и бактериях. Создавалось впечатление, что натурфилософы получили столько же удовольствия от открытия мельчайших существ, как и владевшие экспериментом исследователи. Противоборствующие стороны имели разные исходные позиции. В то время как одни считали возможным возникновение живых существ из неживого материала, из неорганической материи, другие верили, что происходит превращение распавшихся организмов в новые мелкие формы. Фантазии и рассуждения были безграничны. Следует, однако, допустить, что стремление подтвердить или опровергнуть служило импульсом к исследованиям».
Доказательства с помощью прямых экспериментов? Они были и всячески приветствовались. Так, Лондонское королевское общество, проявившее такой большой интерес к открытиям Антони ван Левенгука, взяло в качестве девиза выражение «не верь словам». И всегда старалось проверять большинство возникающих и привычных для того времени небылиц.
Так что же говорили эксперименты? Начнем с крупных животных. Здесь проблема самозарождения решалась быстро и просто. Поставим простой опыт. Берем банку с илом и убеждаемся (сколько бы мы ни ждали), что лягушки в банке самопроизвольно не возникают. Но вот микробы, эти загадочные существа. Как с ними? Может быть, они-то как раз способны возникать «из ничего»?
Этим вопросом вплотную занялся итальянский натуралист, профессор университета в городе Павия Ладзаро Спалланцани (1729–1799). Он поставил простой и остроумный опыт. Ему после многих трудных попыток удалось отсадить в отдельную капельку воды одного-единственного (!) микроба.
Спалланцани навел на него «глаз» микроскопа и стал вести наблюдения. Микроб сначала плавал как ни в чем не бывало, а затем вдруг начал увеличиваться в длину, истончаться посередине и наконец разделился надвое. При этом половинки ничем не отличались от своего родителя (его можно называть сразу и отцом, и матерью). Они также плавали в капельке воды, а через некоторое время и сами начинали делиться.
Всегда ли новые микробы возникают путем деления «своих предков»? Может быть, все же они порой возникают и из неживого вещества? Спалланцани много усилий приложил, чтобы опровергнуть и это соблазнительное предположение. И все же окончательные доводы, отрицающие самозарождение живого, удалось привести не Спалланцани, а гению французской и мировой науки микробиологии Луи Пастеру.
